生物有機肥在兵團農業中的應用與展望

劉軍林 劉艦林 劉福元 羅志根 金敏

摘要?新疆是傳統的畜牧養殖區，也是大農業耕種區，新疆兵團更是大農業的代表。在新疆兵團大面積推廣生物有機肥是生態文明建設、農業可持續發展、農產品安全的需要，更是歷史發展的必然。2018年度兵團年內牲畜出欄增長11.3%，大量的牲畜糞便為有機肥、生物有機肥提供了原料資源，為兵團大農業推廣應用生物有機肥提供了基礎。隨著綠色有機農產品的深入人心，化肥零增長計劃的實施，有機肥行業的轉型升級，新工藝、新產品的不斷涌現，在兵團發展生物有機肥前景很好。

關鍵詞?生物有機肥;兵團;應用與展望

中圖分類號?S144?文獻標識碼?A

文章編號?0517-6611（2020）14-0083-02

doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2020.14.022

Abstract?Xinjiang is a traditional animal husbandry area and a large-scale farming area. The Xinjiang Production and Construction Corps is a representative of large-scale agriculture. The large-scale promotion of bio-organic fertilizer in the Xinjiang Production and Construction Corps is not only necessary for the construction of ecological civilization， sustainable agricultural development and safety of agricultural products， but also inevitable for the historical development. In 2018， the production of livestock in the Xinjiang Production and Construction?Corps increased by 11.3%， a large amount of animal manure provides raw material for organic fertilizer and bio-organic fertilizer. It also provides a basis for the popularization and application of biological organic fertilizer in large agriculture of the Xinjiang Production and Construction Corps. With the popularization of green organic agricultural products， the implementation of chemical fertilizer zero growth plan， the transformation and upgrading of organic fertilizer industry， the emergence of new technology and new products， the development of biological organic fertilizer in the Corps has a bright future.

Key words?Microbial organic fertilizer;The Xinjiang Production and Construction Corps;Application and prospect

新疆耕地面積大，僅兵團就有耕地面積136.277萬hm2[1]。多年來，兵團農業施肥存在有機肥料與化肥施肥不平衡、作物品種間肥料投入不平衡、化肥施用不合理、土壤有機質持續減少等問題。目前，我國的土壤有機質平均含量為1.8%，西方發達國家則為3.5%，要發展綠色有機農業，提高農產品質量品質，提高土壤整體地力是需要解決的主要問題。質量較高的土壤是物理性、生物性和化學性都很好的土壤，它具有較好的排水性、透氣性、保水性和保肥性，能為微生物的繁殖生長創造良好的環境。

農業部行業標準NY884—2012將生物有機肥（microbial organic fertilizer） 定義為： 添加具有特定功能微生物，并經過發酵腐熟形成的一類兼具微生物肥和有機肥效應的肥料[2]。據此，生物有機肥應該同時具備特定微生物的功能和有機肥的作用。微生物的功能要通過功能性的微生物來實現，生物有機肥的效應通過生物有機肥的有機質載體來實現。有機質主要來源于植物或動物殘體，經過發酵腐熟的含碳有機物料，畜禽糞便也是其主要來源之一。兵團大量的畜禽糞便是發酵制作有機肥的物質基礎，發展生物有機肥對于提高兵團土壤的理化性質和生物性質有積極的促進作用。

1?兵團生物有機肥的原料

1.1?兵團農田的農業廢棄物?兵團農業主要種植棉花、谷物、工業用番茄、辣椒、甜菜，以及玉米、食用菌等，可以用于發酵制作有機肥的原料主要有：秸稈、番茄渣、甜菜渣、菌渣等。對農業廢棄物可以通過收集、粉碎、添加菌劑、發酵等加以利用。缺點是要有專業的人員進行收集、發酵處理，在運輸、場地、人員等方面存在一定困難，成本問題也是需要加以解決的問題。農業廢棄物中含有豐富的作物生長必需的營養元素和有機養分，用農業廢棄物生產有機肥不僅能夠減少資源浪費、保護環境，還可以降低生物有機肥的成本，提高土壤基礎地力、改善農產品品質。

1.2?畜禽養殖場的畜禽糞污

2018年，兵團年內牲畜出欄增長11.3%，肉類總產量增長6.4%[1]，大量的牲畜糞便為有機肥、生物有機肥提供了原料資源，為兵團大農業推廣應用生物有機肥提供基礎。據估算，全國畜禽糞污年產生量約38億t，綜合利用率不足60%，已成為農業污染的主要來源。畜禽糞污未經處理直接排放，對大氣、水及土壤都會造成嚴重的污染，對人和動物的生長發育也有一定危害。要借鑒先進的處理理念、技術和方法綜合處理畜禽糞污，因地制宜的制定出本地區適宜的畜禽糞污“四化”處理方案，保護環境[3]。畜禽糞污處理生產生物有機肥是糞污處理的重要途徑，能夠形成一條以“畜禽糞污—生物有機肥—作物”為循環模式的可持續發展道路。畜禽糞便富含有機質和氮、磷、鉀等營養元素，利用高溫好氧堆肥技術對畜禽糞便處理后，加入功能性微生物菌劑便可制成生物有機肥[4]。高溫好氧堆肥技術利用微生物在一定的溫度、濕度和pH 條件下，將可生物降解的有機固體廢棄物分解為相對穩定的腐殖質。對于有機液體廢棄物，如畜禽養殖廢水、糞尿等，則通過厭氧發酵、沼氣工程等進行處理，得到沼氣、沼渣、沼液。沼氣可以炊事、提供熱水，沼渣可以添加到有機肥中進行二次發酵制作生物有機肥，沼液可以通過添加微量元素、生物菌劑等制成液體生物有機肥。

2?生物有機肥的工藝及作用

2.1?生物有機肥的現狀

近年來，新疆農業現代化水平不斷提高，兵團的農業也進入提質增效階段。人們更加重視生態農業、有機農業，對生物有機肥的認識也不斷提高。隨著綠色有機農產品的深入人心，化肥零增長計劃的實施，有機肥行業的轉型升級，新工藝、新產品的不斷涌現，在兵團發展生物有機肥前途光明。

目前，新疆擁有近百家有機肥生產廠家，其中相當一部分生產規模較小，且技術含量較低;規模較大的生物有機肥廠近10家。2017年度兵團肥料（fertilizers）支出92.95億元，其中化學肥料（chemical fertilizers）支出55.17億元[1]，化肥零增長計劃的實施，將進一步激發有機肥市場，促進生物有機肥、功能性肥料的發展。新疆現有生產企業大部分沒有菌種生產條件，而且各廠家的生產條件、技術水平及生產工藝不盡相同，產品質量參差不齊。一般畜禽糞污制成的生物有機肥菌種采取購買方式，常用的微生物發酵菌劑有EM、酵素菌、BM等。

2.2?生物有機肥的生產工藝

生物有機肥質量的優劣主要取決于其中所含益生菌的作用強度和活菌數量，一般生物有機肥的生產中通常使用活性強且耐高溫、高滲、干旱等抗逆性較強的菌種，且在生產過程中要考慮各種菌劑之間的相互作用，不可隨意混合[5]。根據微生物在生產中的作用可分為發酵菌和功能菌。發酵菌多由復合菌系組成，具有促進物料分解、腐熟、除臭的功能，常用菌種有酵母菌、光合細菌、乳酸菌、放線菌、青霉、木霉、根霉等;功能菌是指能在產品中發揮特定肥料效應的微生物，以固氮菌、解磷菌、硅酸鹽細菌等為主，在物料腐熟后加入[6]。

生物有機肥的生產主要包括厭氧發酵促進物料腐熟過程、添加功能菌二次發酵過程等。新疆的糞污處理制造生物有機肥工藝一般包括：先對糞污進行預處理、固液分離，分別對固體、液體部分進行發酵分解，液體部分經厭氧發酵生成沼氣、沼渣、沼液;固體部分通過高溫好氧堆肥技術進行腐熟，腐熟后通過篩選、檢測，添加固氮菌、解磷菌、解鉀菌等復合功能菌群進行二次發酵，通過控制發酵條件提高產品中的有益活菌數，提高肥效，制成生物有機肥。糞污處理制造生物有機肥工藝見圖1。

新疆的有機肥生產工藝還有：風化煤發酵生產有機肥、發酵倉好氧深層發酵、有機生物小分子螯合技術、包裹技術等生產工藝。新疆的生物有機肥市場空間巨大，各企業都發揮各自的區域優勢、資源優勢、人才科技優勢等，生產有針對性、適合當地施用的有機肥產品占領市場。新疆作為種植業和畜牧業大省，擁有發展有機肥產業的良好基礎[7]，各種生物有機肥的生產工藝均應以資源節約、環境友好、促進農業可持續發展為目的，展開生產銷售。

2.3?生物有機肥的作用

2.3.1?提高作物產量。生物有機肥處理能明顯增加土壤微生物量碳和微生物量氮含量，同時，生物有機肥富含多種生理活性物質，如維生素、氨基酸、赤霉素等生理活性物質，也可明顯促進作物根系的生長發育，提高作物產量;其次，生物有機肥有固氮、解磷、解鉀功能，能夠部分利用空氣中的氮，通過有益菌生長代謝產生相應的酶和酸，可對土壤中難溶性的磷、鉀肥進行分解，從而成為植物所能吸收的磷鉀肥。因此能夠大大提高作物對肥料的利用率，從而減少肥料的施用量。

2.3.2?提高作物品質。

生物有機肥能在解磷、解鉀的同時，促使土壤中微量元素的釋放，有益菌代謝產生多種植物所需的物質，如小分子氨基酸、生長刺激物質、維生素等，能夠被作物吸收，提高作物品質。生物有機肥快速分解土壤有機物質，促進土壤團粒的形成，使土壤理化性質得到改善，土壤養分豐富平衡，肥料能夠更好的被作物吸收，因此能夠促進作物早熟和延長采收期。

2.3.3?提高土壤地力。

土壤基礎地力是實現作物產量潛力的關鍵因素。長期施用生物有機肥可有效改良土壤，調控土壤及根際微生態平衡，改善土壤理化性狀，提高土壤連續生產能力;其次，生物有機肥的有益微生物還會在土壤中大量定殖形成優勢種群，抑制其他有害微生物的生長繁殖;另外，生物有機肥的功能菌發揮功效，產生多種活性物質溶解土壤中的難溶化合物，以提高土壤肥力并有利于農作物吸收養分，從而提高作物產量、提升土壤肥力。

2.3.4?生物有機肥存在的風險。

雖然生物有機肥擁有上述諸多好處，但是也應看到存在的風險。一些不合格的生物有機肥的原料存在重金屬殘留和抗生素污染的問題，另一方面，生物有機肥中微生物菌種的使用也有潛在風險[8]。為了保障生物有機肥產品質量安全，需對潛在風險因子進行識別和監控，建立并完善生產菌株安全風險評價體系[9]?？傊?，生物有機肥產品利大于弊，要趨利避害，克服缺點、瑕疵。首先，提高原材料、菌種的選擇和要求，從源頭管控風險;其次，改進工藝，提高肥料貨架期、生物菌種存活率;最后，研發低殘留、多功能生物有機肥新產品，做到因地施肥，爭取將肥效發揮到最高[10]，充分發揮出生物有機肥的優勢，改良土壤、增加產量，服務農業。

2.4?生物有機肥的發展趨勢

新疆耕地面積大，兵團又是新疆大農業的代表，發展生物有機肥是大勢所趨，也是處理畜禽糞污的有效途徑。兵團生物有機肥的發展趨勢：一是由單一功能向多功能方面發展;生物有機肥中許多微生物的功能也不是單一的，因此，生物有機肥肥料將向功效的多樣化發展;另外，隨著研發的深入，沈其榮教授提出的全元生物有機肥的研發也已成為發展的趨勢。即生物有機肥含有無機養分、功能菌和有機質3種養分的肥料，這也是今后的研發方向。二是加強菌種選育，現在新疆大多數企業都是購買菌種，菌種市場又良莠不齊，嚴重影響生物有機肥質量，從長遠看，企業必須發展自身的菌種選育、培養;三是，繼續宣傳推廣生物有機肥，搞測土配方施肥，讓生物有機肥走上個性化、規范化、正規化、品牌化的道路。

3?結論

農業農村部“化肥零增長計劃、畜禽糞污處理資源化利用（確保到 2020年畜禽糞污處理率達到75%以上）”等政策的實施，使生物有機肥市場呈現井噴行情，兵團也研發出了一批功效較好的生物有機肥產品。展望未來，兵團生物有機肥產品是個長期利好的項目，它能改變兵團的鹽堿土壤和干旱貧瘠土壤，促進農業增產增收，保護環境，是兵團農業可持續健康發展的保障。新疆農業、畜牧業是支柱產業，有機肥市場巨大，生物有機肥企業大有可為。

參考文獻

[1]新疆生產建設兵團統計局，國家統計局兵團調查總隊.新疆生產建設兵團統計年鑒（2018）[M].北京：中國農業出版社，2012.

[2]中華人民共和國農業部.生物有機肥：NY 884—2012[S].北京：中國統計出版社，2018.

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[10]楊麗，李慧媛，柴小粉.有機肥質量標準與關鍵生產技術研究綜述[J].中國農業信息，2017（22）：81-86.